Optische Spektroskopiemethoden

Diese Methoden arbeiten mit elektromagnetischen Wellen, deren Ausbreitung im wesentlichen nach den Gesetzen der klassischen Optik erfolgt. Spektroskopisch genutzt werden vor allem der infrarote (Wärmestrahlung), der sichtbare und der nahe Ultraviolett-Wellenlängenbereich.

Infrarot-Spektroskopie

Im infraroten Spektralbereich werden Molekülschwingungen angeregt, die Rückschlüsse auf den Aufbau der Materie erlauben. Die Infrarot-Spektroskopie wird daher bei uns vorwiegend zur Substanzcharakterisierung (qualitative bzw. Strukturanalyse) benutzt.

Verfügbares Gerät: Bruker Alpha FT-IR-Spektrometer

  • Spektralbereich (Wellenzahlen) 7500-375 cm–1 (Wellenlängenbereich 1,3-27 mm
  • Messung von Feststoffen und Flüssigkeiten in ATR-Technik (attenuated total reflection)
  • Messung von Flüssigkeiten oder Lösungen in Transmission (dafür stehen Küvetten mit CaF2-Fenstern zur Verfügung) oder andere Meßtechniken nur nach Absprache

In den Bereichen/Themengruppen „Optische Spektroskopie und Thermoanalytische Methoden“, „Neue Hydroformylierungskatalysatoren“ und „Schwingungsspektroskopie in der Katalyse“ werden ebenfalls IR-Spektrometer betrieben, die mit weitergehender technischer Ausstattung zur Bearbeitung spezieller Fragen dienen.

UV/Vis-Spektroskopie

Im ultravioletten und sichtbaren Spektralbereich werden Elektronen in der Atomhülle angeregt. Dieses Phänomen ist verantwortlich für die Farbigkeit vieler Stoffe und kann daher zur (qualitativen) Charakterisierung, aber auch sehr gut zur quantitativen Bestimmung herangezogen werden.

Verfügbares Gerät: Perkin-Elmer Lambda 2 UV-Spektrometer

  • Spektralbereich (Wellenlängen) 190-1100 nm
  •  Messungen von Flüssigkeiten/Lösungen in Transmission, dafür stehen Quarzglas-Küvetten mit Schichtdicken bis 10 cm zur Verfügung

Das Lambda 2 dient zur Aufnahme von Routinespektren, aber auch zur quantitativen Bestimmung einzelner Elemente (P, Rh, Ti) durch photometrische Elementaranalyse.

In den Themengruppen „Optische Spektroskopie und Thermoanalytische Methoden“ und „Kinetik von Selektionsprozessen“ werden ebenfalls UV/Vis-Spektrometer betrieben, die mit weitergehender technischer Ausstattung zur Bearbeitung spezieller Fragen dienen.

CD/ORD-Spektroskopie (Circulardichroismus/Optische Rotationsdispersion)

… ist prinzipiell UV/Vis-Spektroskopie mit polarisiertem Licht und gehört zu den wenigen spektroskopischen Methoden, mit denen die räumliche Anordnung der Atome in Molekülen nach Bild und Spiegelbild unterschieden werden kann, wie sie in sogenannten „optisch aktiven“ oder „chiralen“ Stoffen auftritt. Im einfachsten Fall kann man durch eine Messung an Substanzen mit bekannter relativer Konfiguration die absolute Konfiguration ermitteln. Alle biologischen Makromoleküle (Eiweiße, Stärke, Nucleinsäuren, …) gehören zu den chiralen Stoffen. Die Kenntnis der Chiralität ist wichtig, denn optisch aktive Stoffe treten mit dem ebenfalls optisch aktiven biologischen Material in Abhängigkeit von ihrer Chiralität in unterschiedliche Wechselwirkung. Dies spielt eine wichtige Rolle bei Pharmazeutika oder auch Agrarchemikalien.

Verfügbares Gerät: Jasco J-710 Spektropolarimeter

  • Spektralbereich (Wellenlängen) 175-800 nm
  • Zubehör für Messungen an reagierenden Systemen, bei verschiedenen Temperaturen und unter Gasen als Reaktionspartnern (in situ Experimente)

Dieses Gerät wird nicht routinemäßig im Dienstleistungsbetrieb verwendet.